Cas: 不适用
2025-04-18
精密铸造（又称熔模铸造）是一种能够生产高精度、复杂结构金属零件的先进工艺，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。在精密铸造过程中，模壳的制备是至关重要的一步，直接影响铸件的表面质量、尺寸精度和成品率。硅溶胶作为无机粘结剂，以其优异的耐高温性、稳定性和环境友好性，成为制备精密铸造型壳的核心材料之一。
一、硅溶胶的特点及其在精密铸造中的作用硅溶胶是纳米级二氧化硅颗粒分散在水中形成的胶体溶液，它具有以下特点：
1、高粘结性：硅溶胶中的SiO2颗粒通过脱水缩合形成三维网状结构，赋予模壳良好的常温和高温强度。
2、热膨胀系数低：硅溶胶模壳在高温下具有优异的尺寸稳定性，降低铸造变形的风险。
3、环保：以水为分散介质，不存在有毒挥发物质，符合绿色制造的趋势。
4、表面润湿性：与耐火材料（如锆英砂、刚玉粉）结合紧密，增强型壳的致密度。
在精密铸造中，硅溶胶主要用于：
• 粘结剂：替代传统的硅酸乙酯水解物用于制备多层壳；
• 涂层载体：与耐火粉混合形成表面涂层，提高铸件表面光洁度。
• 增强剂：通过改性增强壳体的抗热震性能和抗蠕变性能。
二、硅溶胶型壳的制备工艺及优化
典型制壳工艺硅溶胶型制壳通常采用“浸渍-砂磨-干燥”循环工艺：
• 表面涂层：硅溶胶+细粒锆石粉（粒径<200目），形成高精度表面；
• 增强层：硅溶胶+铝土矿或莫来石砂（粒度60-100目），增强壳体整体强度。
• 干燥条件：温度25-30℃，湿度40-60%，每层干燥时间4-8小时。
2.工艺优化研究
• 干燥工艺改进：采用微波干燥或真空干燥技术，干燥时间缩短50%以上。
• 层状结构设计：表层采用纳米硅溶胶（粒径10-20nm），减少铸件表面缺陷；
• 复合粘合剂的开发：硅溶胶与硅酸乙酯或铝溶胶的复合，提高了壳体的高温强度（>1500℃弯曲强度达到3-5mpa）。
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